专题14 热学-【好题汇编】3年（2022-2024）高考1年模拟物理真题分类汇编（广东专用）

专题14 热学 一、填空题 1．（2022·广东·高考真题）利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，这个过程 （选填“是”或“不是”）自发过程。该过程空调消耗了电能，空调排放到室外环境的热量 （选填“大于”“等于”或“小于”）从室内吸收的热量。 【答案】 不是 大于 【详解】[1]空调将热量从温度低的室内传递到温度较高的室外，这个过程要消耗电能，不是自发的过程； [2]由于空调的压缩机做功，使得空调排放到室外环境的热量大于从室内吸收的热量。 二、解答题 2．（2024·广东·高考真题）差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图所示，A、B两个导热良好的气缸通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通，B内气体体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于时差压阀打开，A内气体缓慢进入B中；当该差值小于或等于时差压阀关闭。当环境温度时，A内气体体积，B内气体压强等于大气压强，已知活塞的横截面积，，，重力加速度大小取，A、B内的气体可视为理想气体，忽略活塞与气缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计。当环境温度降到时： （1）求B内气体压强； （2）求A内气体体积； （3）在活塞上缓慢倒入铁砂，若B内气体压强回到并保持不变，求已倒入铁砂的质量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1、2）假设温度降低到时，差压阀没有打开，A、B两个气缸导热良好，B内气体做等容变化，初态 ， 末态 根据 代入数据可得 A内气体做等压变化，压强保持不变，初态 ， 末态 根据 代入数据可得 由于 假设成立，即 （3）恰好稳定时，A内气体压强为 B内气体压强 此时差压阀恰好关闭，所以有 代入数据联立解得 3．（2023·广东·高考真题）在驻波声场作用下，水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化，使小气泡周期性膨胀和收缩，气泡内气体可视为质量不变的理想气体，其膨胀和收缩过程可简化为如图所示的图像，气泡内气体先从压强为、体积为、温度为的状态等温膨胀到体积为、压强为的状态，然后从状态绝热收缩到体积为、压强为、温度为的状态到过程中外界对气体做功为．已知和．求：      （1）的表达式； （2）的表达式； （3）到过程，气泡内气体的内能变化了多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）由题可知，根据玻意耳定律可得 解得 （2）根据理想气体状态方程可知 解得 （3）根据热力学第一定律可知 其中，故气体内能增加 4．（2022·广东·高考真题）玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示，潜水员在水面上将水装入容积为的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后带入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强取，重力加速度g取，水的密度取。求水底的压强p和水的深度h。 【答案】，10m 【详解】对瓶中所封的气体，由玻意耳定律可知 即 解得 根据 解得 h=10m 一、单选题 1．（2024·广东·三模）石墨烯是一种由碳原子紧密堆积成单层二维六边形晶格结构的新材料，一层层叠起来就是石墨，1毫米厚的石墨约有300万层石墨烯。下列关于石墨烯的说法正确的是（　　） A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体 B．石墨烯中的碳原子始终静止不动 C．石墨烯熔化过程中碳原子的平均动能不变 D．石墨烯中的碳原子之间只存在引力作用 【答案】C 【详解】A．石墨有规则的形状是晶体，石墨烯是石墨中提取出来的新材料，也有规则的形状是晶体，故A错误； B．石墨中的碳原子是一直运动的，故B错误； C．石墨烯是晶体，在熔解过程中，温度不变，故碳原子的平均动能不变，故C正确； D．石墨烯中的碳原子之间同时存在分子引力和分子斥力，故D错误。 故选C。 2．（2024·广东广州·三模）德化白瓷享誉世界。如图，向陶瓷茶杯倒入一定量的热水，迅速盖上杯盖后，发现杯盖被顶起又落下发出“哐哐”的声响。下列说法正确的是（    ） A．杯盖被顶起是杯内气体分子间斥力作用的结果 B．杯盖被顶起前，杯内气体分子对杯盖平均撞击次数一定增大 C．杯盖被顶起前，杯内每个气体分子对杯盖的撞击力都增大 D．杯盖被顶起前，杯内气体内能不变 【答案】B 【详解】A．杯盖被顶起是杯内气体温度升高，压强增大的结果，故A错误； B．杯盖被顶起前，杯内气体温度升高，平均分子动能增大，气体体积不变，故杯内气体分子对杯盖平均撞击次数一定增大，故B正确； C．杯盖被顶起前，杯内气体温度升高，平均分子动能增大，平均分子速率增大，但不是每个分子速率都增大，故杯内每个气体分子对杯盖的撞击力不是都增大，故C错误； D．杯盖被顶起前，杯内气体温度升高，内能增大，故D错误。 故选B。 3．（2024·广东·二模）如图所示，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其体积（　　） A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．始终不变 D．先增大后减小 【答案】A 【详解】对于一定质量的理想气体，根据理想气体状态方程 解得 由图知：沿图线从状态a变化到状态b，p变小，T变大，可知，气体体积V变大。 故选A。 4．（2024·广东湛江·二模）“温泉水滑洗凝脂，冬浴温泉正当时”，在冬天里泡一泡温泉，不仅可以消除疲劳，还可扩张血管，促进血液循环，加速人体新陈代谢。设水温恒定，温泉中有一水泡从池底缓慢上升，水泡内的气体可视为理想气体，则在水泡上升的过程中（　　） A．水泡内气体的压强增大 B．水泡内气体的内能减小 C．水泡内气体分子在单位时间内对单位面积水泡壁的碰撞次数减少 D．水泡内气体对外界放热 【答案】C 【详解】ABD．水泡内气体的压强 因为大气压强p0恒定，且水泡缓慢上升过程中h减小，所以p减小，因为水池恒温，所以水泡温度不变，水泡内气体内能不变，体积增大，对外做功，由热力学第一定律可知，水泡内气体吸热，故ABD错误； C．气体压强减小，因温度不变，分子平均动能不变，所以水泡内气体分子在单位时间内对水泡壁单位面积的撞击次数减少，故C正确。 故选C。 5．（2024·广东佛山·二模）如图所示是一种儿童玩具“吡叭筒”，由竹筒和木棍组成，在竹筒的前后两端分别装上“叭子”（树果子或打湿的小纸团）。叭子密封竹筒里面的空气，迅速推动木棍，前端的叭子便会从筒口射出。则迅速推动木棍过程中（叭子尚未射出），竹筒中被密封的气体（　　） A．压强增大 B．温度不变 C．内能不变 D．每个分子的动能都变大 【答案】A 【详解】迅速推动木棍过程中，竹筒中被密封的气体体积减小，则压强变大，外界对气体做正功，，由于“迅速”过程气体与外界无热交换，则，根据热力学第一定律可知，气体内能增加，，温度升高，分子平均动能增加，但不是每个分子的动能都增加。 故选A。 6．（2024·广东广州·一模）如图，一定质量的理想气体，用活塞封闭在开口向上的导热气缸内。若环境温度不变，活塞与气缸壁间无摩擦，现对活塞施加向下压力使其缓慢下降，此过程中（    ） A．气体压强增大，内能增加 B．气体压强增大，吸收热量 C．外界对气体做功，气体内能不变 D．气体对外界做功，气体吸收热量 【答案】C 【详解】缓慢下降过程，气体体积减小，外界对气体做功，由于环境温度不变，可知气体温度不变，内能不变，根据热力学第一定律 可知气体放出热量；根据玻意耳定律 由于气体体积减小，可知气体压强增大。 故选C。 7．（2024·广东汕头·一模）半导体掺杂对于半导体工业有着举足轻重的作用，其中一种技术是将掺杂源物质与硅晶体在高温（800到1250摄氏度）状态下接触，掺杂源物质的分子由于热运动渗透进硅晶体的表面，温度越高掺杂效果越显著，下列说法正确的是（　　） A．这种渗透过程是自发可逆的 B．硅晶体具有光学上的各向同性 C．这种渗透过程是分子的扩散现象 D．温度越高掺杂效果越好是因为温度升高时，所有分子的热运动速率都增加 【答案】C 【详解】AC．掺杂源物质的分子由于热运动渗透进硅晶体的表面，所以这种渗透过程是分子的扩散现象该过程为自发过程，其逆过程不能自发进行，故A错误，C正确； B．由于硅晶体的晶格结构，硅晶体具有光学上的各向异性，故B错误； D．温度越高掺杂效果越好是因为温度升高时，分子的平均速率增大，并不是所有分子的热运动速率都增加，故D错误。 故选C。 8．（2024·广东佛山·二模）如图是小魔术“浮沉子”的模型．在密封的矿泉水瓶中，一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气，可看作理想气体．现用手挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开矿泉水瓶后，小瓶缓慢上浮，上浮过程中小瓶内气体温度保持不变，则上浮过程中小瓶内气体（    ） A．体积不变，内能不变 B．体积不变，压强不变 C．对外界做正功，并放出热量 D．体积增大，对外界做正功 【答案】D 【详解】上浮过程中小瓶内气体温度不变，压强逐渐减小，根据 可知气体体积变大，气体对外界做功，根据热力学第一定理 其中 ， 可知 可知瓶内气体从外界吸热。 故选D。 9．（2024·广东惠州·二模）如图所示，一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p-V图中从a到b的直线所示，在此过程中（　　）    A．气体温度一直下降 B．气体的内能先增大后减小 C．外界对气体一直做正功 D．气体吸收的热量一部分用于对外做功 【答案】D 【详解】AB．由图知，气体的pV乘积一直增大，根据 可知，气体的温度一直升高，内能一直增加，故AB错误； CD．气体的体积增大，则气体一直对外做功，气体的内能一直增加，根据热力学第一定律 可知，气体一直从外界吸热，吸收的热量用于对外功和增加内能，故C错误，D正确。 故选D。 二、多选题 10．（2024·广东广州·三模）一种喷壶示意图如图甲所示。储气室内气体可视为理想气体，在喷液过程中储气室内温度保持不变，图乙中A到B是某次喷液过程的储气室内气体压强p随体积V变化的图像，则从状态A到状态B（    ） A．室内气体向外界释放热量 B．图中△OAC的面积大于△OBD的面积 C．气体吸收的热量等于气体对外做的功 D．气体分子撞击气室壁单位面积的平均作用力变小 【答案】CD 【详解】AC．根据热力学第一定律 从状态A到状态B室内气体温度不变，即内能不变，其体积增大，对外界做功，可知外界吸收热量。故A错误；C正确； B．根据 可知，为一定值，所以图中△OAC的面积等于△OBD的面积。故B错误； D．由图可知从状态A变化到状态B的过程中气体的压强减小，则气体分子撞击气室壁单位面积的平均作用力变小。故D正确。 故选CD。 11．（2024·广东惠州·一模）压缩空气储能系统（CAES）能将空气压缩产生的热能储存起来，发电时让压缩的空气推动发电机工作，这种方式能提升压缩空气储能系统的效率，若该系统始终与外界绝热，空气可视为理想气体。对于上述过程的理解正确的是（　　） A．压缩空气过程中，组成空气的气体分子平均动能不变 B．压缩空气过程中，空气温度升高，内能增加 C．该方式能够将压缩空气储能的效率提升到100% D．压缩的空气在推动发电机工作的过程中；空气对外做功，压强减小 【答案】BD 【详解】AB．压缩空气过程中，外界对气体做正功，系统与外界绝热，由热力学第一定律可知气体内能增大，温度升高，组成空气的气体分子平均动能增大，故A错误，B正确； C．由热力学第二定律可知，该方式能够将压缩空气储能的效率不能提升到100%，故C错误； D．压缩的空气在推动发电机工作的过程中；气体膨胀，体积变大，空气对外做功；由可知压强减小，故D正确。 故选BD。 12．（2024·广东·二模）如图为某款自行车的气压式减震装置，活塞连接车把，气缸连接前轮。当路面不平时，自行车颠簸使得活塞上下振动，气缸内封闭的理想气体体积随之变化，起到减震作用。活塞迅速下压的过程中，气缸内的气体（　　） A．对外做正功 B．内能减小 C．温度升高，分子平均动能增加 D．分子对气缸壁单位面积的平均撞击力增加 【答案】CD 【详解】A．活塞迅速下压的过程中，气缸内的气体被压缩，外界对气体做正功。故A错误； B．外界对气体做正功，活塞迅速下压，可近似看成是绝热过程，则由热力学第一定律 可知，气体内能增加。故B错误； C．理想气体内能只与温度有关，所以气体温度升高，分子平均动能增加。故C正确； D．根据理想气体的状态方程 气体体积减小，温度升高，则气体压强增大，即分子对气缸壁单位面积的平均撞击力增加。故D正确。 故选CD。 13．（2024·广东·一模）为了减少污染，根据相关规定，加油站必须进行“油气回收”，操作如下：油枪从封闭油罐中吸取体积为V的汽油加到汽车油箱，同时抽取油枪周围体积为1.2V的油气（可视为理想气体），压入封闭油罐（压至体积为V）。假设油罐及加油枪导热良好且环境温度不变，则将油气压入油罐的过程中，油气（　　） A．压强增大 B．对外做正功 C．向环境放热 D．从环境吸热 【答案】AC 【详解】BCD．油气压入油罐的过程中，体积减小，外界对气体做功，由于油罐及加油枪导热良好且环境温度不变，则气体的内能不变，根据热力学第一定律可知油气向环境放热，C正确，BD错误； A．油气压入油罐的过程中，体积减小，温度不变，根据理想气体状态方程可知压强增大，A正确。 故选AC。 14．（2024·广东湛江·一模）航天服是保障航天员的生命活动和正常工作的个人密闭装备，可防护空间的真空、高低温、太阳辐射和微流星等环境因素对人体的危害。航天员穿着航天服，从地面到达太空时内部气体将急剧膨胀，若航天服内气体的温度不变，视为理想气体并将航天服视为封闭系统。则关于航天服内的气体，下列说法正确的是（    ） A．体积增大，内能减小 B．压强减小，内能不变 C．对外界做功，吸收热量 D．压强减小，分子平均动能增大 【答案】BC 【详解】由于航天服内气体视为理想气体，温度决定内能，温度不变，内能不变，温度是分子热运动平均动能的标志，故分子平均动能也不变。由于航天服内气体体积增大，气体对外界做功，温度不变，由热力学第一定律 可知由于，，则，所以航天服内气体将吸收热量，又由等温变化有 可知体积变大，则压强减小。 综上所述，故BC正确，AD错误。 故选BC。 15．（2024·广东佛山·一模）如图所示的“空气弹簧”是由多个充气橡胶圈叠加制成，其“劲度系数”与圈内充气的多少有关。橡胶圈内充气越多，则（　　）    A．橡皮圈越容易被压缩 B．橡皮圈越不容易被压缩 C．空气弹簧的“劲度系数”越大 D．空气弹簧的“劲度系数”越小 【答案】BC 【详解】橡胶圈内充气越多，橡胶圈内气体的压强越大，橡皮圈越不容易被压缩，则空气弹簧的“功度系数”越大。 故选BC。 三、实验题 16．（2024·广东深圳·二模）如图所示，“探究气体等温变化规律”的实验装置，用一个带有刻度的注射器及DIS实验系统来探究气体的压强与体积的关系。实验中气体的质量保持不变，气体的体积可从注射器壁上的刻度直接读出，气体的压强由压强传感器精确测定。 （1）为了减小实验误差，下列做法正确的是 。 A．压缩气体时需要缓慢进行 B．封闭气体的容器需要密封良好 C．需要测出封闭气体的质量 （2）甲同学在做本实验时，按实验要求组装好实验装置，推动活塞使注射器内空气柱从初始体积45.0mL减到25.0mL。实验过程中，读取五组数据，气体体积直接从注射器的刻度读出并输入计算机。得到的数据如下表所示： 序号 1 45.0 0.022 104.7 2.3267 4711.5 2 40.0 0.025 117.6 2.9400 4704 3 35.0 0.029 132.5 3.8425 4637.5 4 30.0 0.033 153.1 5.0500 4593 5 25.0 0.040 180.7 7.2280 4517.5 （3）用计算机对数据进行直线拟合，做出图像为一条过原点的直线，则可以得到的实验结论为： 。 （4）某同学发现pV数值逐渐减小（如图），请分析产生此现象的原因可能是： 。 【答案】 AB/BA 对于一定质量的气体，温度恒定时，压强与体积成反比 实验过程中可能漏气了 【详解】（1）[1] AB．本实验的条件是温度不变、气体质量一定，所以要压缩气体时需要缓慢进行，且注射器密封性要好，故AB正确； C．本实验研究质量一定的气体压强与体积的关系，不需要测量气体的质量，故C错误； 故选AB。 （3）[2]由图可知结论为对于一定质量的气体，温度恒定时，压强与体积成反比； （4）[3] 根据理想气体状态方程，常数C与气体质量有关，质量变小，pV乘积减小，则原因可能是实验过程中可能漏气了。 四、解答题 17．（2024·广东·三模）一内壁光滑的汽缸竖直放置，通过轻杆连接的两活塞a、b之间封闭有一定质量的理想气体，如图所示。初始时，两活塞均处于静止状态，且两活塞到汽缸连接处MN的距离相等，封闭气体的热力学温度为。已知两活塞a、b的质量分别为，，横截面积，重力加速度大小为g，大气压强恒为。 （1）若使封闭气体缓慢降温使活塞a恰好移动到连接处MN，求此时气体的温度； （2）若在活塞a上缓慢添加细砂使活塞a恰好移动到连接处MN，封闭气体温度不变，求最终所加细砂的总质量。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）设活塞a、b到MN处的距离均为L，气体缓慢降温至活塞a恰好移到MN处过程，压强不变，根据盖-吕萨克定律有 解得 （2）初始时，设封闭气体压强为，研究a、b两活塞及轻杆整体有 设活塞a恰好移动到MN处时，封闭气体压强为，研究a、b两活塞及轻杆整体有 根据玻意耳定律有 解得 18．（2024·广东江门·二模）如图所示，粗细均匀的连通器左端用水银封闭长L=19cm的理想气柱，左、右两管水银面高度差H=16cm，已知外界大气压强p0=76cmHg，环境的热力学温度T0=300K，现要使左、右两管内的水银面相平。 （1）若仅在右管开口中缓慢注入水银，求需要注入的水银高度h； （2）若仅缓慢升高左端气柱的温度，求左端气柱最终的热力学温度T。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）左端气柱初态压强为 末态压强为 设管的横截面积为，根据玻意耳定律可得 解得 即相当于在左管中注入4cm水银，在右管中注入20cm水银，所以需要注入的水银高度为 （2）环境的热力学温度，左端气柱温度缓慢升高，两管内的水银面相平时，左端气柱末态压强为 左管液面下降，右管液面上升，根据理想气体状态方程有 解得 19．（2024·广东·三模）如图甲所示，空气弹簧是在密封的容器中充入压缩空气，利用气体的可压缩性实现其弹性作用的，广泛应用于商业汽车、巴士、高铁及建筑物基座等的减震装置，具有非线性、刚度随载荷而变、高频隔振和隔音性能好等优点。空气弹簧的基本结构和原理如图乙所示，在导热良好的气缸和可自由滑动的活塞之间密封着一定质量的空气（可视为理想气体），假设活塞和重物的总质量为，活塞的横截面积为，气缸内空气柱的高度为，外界温度保持不变，大气压强恒为，重力加速度，求： （1）初始状态时，气缸内部气体的压强； （2）若将活塞和重物的总质量增加，则此状态下稳定后气缸中空气柱的高度及此时空气弹簧的等效劲度系数k分别为多少？ 【答案】（1）；（2）， 【详解】（1）对活塞和重物受力分析，由平衡条件可知 解得 （2）总质量增大后，对活塞和重物受力分析，由平衡条件可知 解得 根据玻意耳定律可得 解得 空气弹簧的等效劲度系数为 20．（2024·广东汕头·二模）自嗨锅通过自热包产生热量使隔层上方锅内气体吸热升温，使用不当时可能造成安全事故。某次使用前，室温为，大气压强为，锅盖透气孔被堵塞。假设该款自嗨锅锅体内部所能承受的最大压强为，锅盖扣紧后，锅内气体视为质量一定的理想气体，且体积不变。 （1）请通过计算判断锅内气体能否安全加热到？ （2）若此过程中气体内能的改变量为，则锅内气体吸收的热量是多少？ 【答案】（1）不能；（2） 【详解】（1）设初始时，气体的压强为，温度为，加热到时，气体的压强为，温度为，气体发生等容变化，则有 解得 所以不能安全加热到。 （2）由热力学第一定律可知 气体体积不变，，解得 21．（2024·广东·二模）如图所示，足够长的圆柱形导热汽缸内用一质量为m，面积为S的活塞密封一定质量的理想气体，汽缸与活塞在轻质弹簧的作用下静止于倾角的光滑斜面上，此时活塞到汽缸底部的距离为，弹簧的弹力大小为，汽缸与活塞间无摩擦且不漏气。已知大气压强恒为，环境温度为，重力加速度为g，缸内气体质量忽略不计。若环境温度缓慢上升为，求该过程中气体对外界做的功。 【答案】 【详解】对汽缸与活塞整体进行受力分析有 对汽缸进行受力分析有 升温过程气体发生等压变化，根据盖一吕萨克定律有 气体对外界做功 因为 联立，解得 22．（2024·广东广州·二模）如图为某同学根据“马德堡半球模型”设计的实验。两个底面积相同的轻质圆筒，开口端紧密对接，圆筒内封闭气体的总体积为V0=28mL，其压强与大气压强相等，均为p0=1.0×105Pa。将注射器活塞推至针筒底部，通过细管与气阀连通；打开气阀，然后缓慢拉动活塞，当注射器内气体体积为时停止拉动。已知圆筒的底面积，装置气密性良好，圆筒形状与气体温度全程不变。 （1）求停止拉动活塞时圆筒内气体的压强p； （2）关闭气阀，撤去注射器，求将两个圆筒沿轴线拉开的最小拉力F。 【答案】（1）；（2）18N 【详解】（1）抽气过程，以原球内气体为研究对象，缓慢过程为等温变化过程，由玻意耳定律可得 解得 （2）对一个圆筒受力分析，有 可知将两个圆筒沿轴线拉开的最小拉力为18N。 23．（2024·广东揭阳·二模）如图所示，高为h、导热性能良好的汽缸开口向上放置在水平地面上，汽缸中间和缸口均有卡环，质量为m的活塞在缸内封闭了一定质量的理想气体，活塞的横截面积为S，活塞与汽缸内壁无摩擦且汽缸不漏气。开始时，活塞对中间卡环的压力大小为（g为重力加速度大小），活塞离缸底的高度为，大气压强恒为，环境的热力学温度为T0，不计卡环、活塞及汽缸的厚度。现缓慢升高环境温度至2.5T0，求此时活塞与上卡环间的弹力大小F。 【答案】mg 【详解】设开始时䍂内封闭气体的压强为，对活塞受力分析有 解得 设当活塞与上卡环接触时，气体压强为，由理想气体状态方程有 解得 对活塞受力分析，由平衡方程可知 解得 24．（2024·广东·二模）图示为马德堡半球演示器，两半球合在一起时，可形成一直径的球形空腔。现用细软管、双向阀门与容积为、活塞横截面积为的注射器改装成小型的抽气机。在温度为27℃的室内，每次满量从球内缓慢抽出空气。连接处气密性很好，忽略软管的容积，抽气过程中球形空腔温度和体积均保持不变，摩擦不计。已知大气压强，取，计算结果均保留两位有效数字。求： （1）对球形空腔抽气2次后，球形空腔内的气体压强； （2）若对球形空腔抽气2次后，将马德堡半球演示器从室内移到室外37℃的太阳下，经过一段时间后，半球两侧至少均用多大的拉力才能把两半球拉开。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）球形空腔的容积 注射器的容积，根据玻意耳定律，第一次抽气有 第二次抽气有 解得 （2）马德堡半球演示器从室内移到室外，球内气体等容变化，根据查理定律得 其中，，解得 拉力至少为 解得 25．（2024·广东·一模）如图所示为以二氧化碳气体作为驱动力的气枪，工作原理如下，扣动扳机，高压气罐中冲出一定量的气体会充满枪管后方容积为5毫升的气室，当气室内气体的压强达到2.0×105Pa时，就可推动子弹从枪管中飞出。已知枪管后方气室和枪管的容积相同，子弹飞出枪管时间极短，且子弹飞出枪管前的整个过程中不漏气。 （1）气体推动子弹飞出枪管的过程中，气体的内能如何变化? （2）若子弹不匹配，导致和枪管之间的摩擦力过大，使得子弹被缓慢的推向枪口，求子弹刚推到枪口时气体的压强。 【答案】（1）内能减少；（2） 【详解】（1）由热力学第一定律，该过程非常迅速，来不及和外界热交换，是一个绝热过程，气体膨胀对外做功，所以气体的内能减少； （2）该过程为等温变化，由玻意耳定律可知 其中 由枪管后方气室和枪管的容积相同可知 则 26．（2024·广东·二模）轮胎状况监测系统能够监测车辆在启动后的实时胎内气体压强和气体温度，保证行车安全。某驾驶员启动车辆后，通过仪表观察到胎内气体压强为2.4atm，气体温度为。在行驶过程中，可认为轮胎内气体体积保持不变，气体可看做理想气体。 （1）在行驶过程中，胎内气体温度缓慢升高，当达到时，求胎内气体压强； （2）在行驶过程中，车胎扎到钉子，导致车胎缓慢漏气，当仪表显示胎内气体压强仍为2.4atm，气体温度为时，求漏出的气体质量占原有气体质量的比值。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）根据等容变化的规律有，其中，代入数据得 （2）先不考虑轮胎的体积，当气体温度上升至时，根据等压变化的规律有，其中，代入数据得 则漏出气体质量与原有气体质量比值满足 代入数据解得 27．（2024·广东佛山·二模）抽气吸盘能帮助工人快速搬运大质量岩板、瓷砖、玻璃等。某次施工时，工人把横截面积为的吸盘放在质量的岩板上，多次按压抽气泵抽出吸盘内空气，使吸盘内空气体积变为原来的一半，此时恰能向上提起岩板，假设吸盘内的气体为理想气体，抽气过程中温度不变，外界大气压强为。求： （1）此时吸盘内气体压强为多少？ （2）吸盘内被抽出气体质量和原来气体质量的比值。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）设此时吸盘内气体压强为，以岩板为对象，根据受力平衡可得 可得 （2）设吸盘内原来空气体积为，根据玻意耳定律可得 则吸盘内被抽出气体质量和原来气体质量的比值为 28．（2024·广东深圳·一模）遇到突发洪水时，可以借助塑料盆进行自救，简化模型如下，塑料盆近似看成底面积为S的圆柱形容器，把塑料盆口向下竖直轻放在静止水面上，用力竖直向下缓慢压盆底，当压力为F时恰好使盆底与液面相平，忽略塑料盆的厚度及盆的重力，已知大气压强为p0，重力加速度为g，水的密度为ρ，求： （1）此时盆内空气的压强p； （2）此时塑料盆口的深度d。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）设根据平衡条件可得 解得 （2）当塑料盆轻放在静止水面上时，盆内封闭气体的压强、体积分别为 ， 当盆底与水平相平时，设进入盆内水的液面距盆底，盆内压强、体积分别为 ， 而根据等压面法可知 根据题意 联立以上各式可得 29．（2024·广东·一模）某实验小组受酒店烟雾报警器原理启发，设计了如图所示的温度报警装置，在竖直放置的圆柱形容器内用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，整个装置倒贴在水平天花板上，开始时房间的热力学温度，活塞与容器顶部的距离，在活塞下方处有一压力传感器制成的卡口，环境温度缓慢升高时容器内气体温度也随之升高，当传感器受到的压力大于5N时，就会启动报警装置。已知大气压强恒为，取重力加速度大小，求： （1）封闭气体开始的压强p； （2）触发报警装置的热力学温度T。 【答案】（1）；（2）400K 【详解】（1）设气体的初始压强为，对活塞受力分析，由平衡条件有 得 （2）设报警时的压强为，对活塞受力分析，由平衡条件有 得 由理想气体状态方程得 得 30．（2024·广东茂名·一模）历史记载，如图（a）所示，压水井最早出现在我国宋代，其基本结构如图（b）所示.开始取水时，手柄上提，活塞下移，阀门1打开，阀门2关闭，使储水腔活塞下方的气体全部从阀门1排出；手柄下压，活塞上移，阀门1关闭，阀门2打开，活塞下方的气体压强减小，大气压将水压入水管中，重复以上动作，水便能从出水管流出.已知储水腔和水管均为圆柱形，其内径分别为、，且，储水腔的最大高度，储水腔底部阀门距离水井水位线的高度，大气压，水的密度，重力加速度g取，忽略活塞厚度、活塞所受摩擦力以及水井水位变化.若活塞由储水腔底部（位置A）缓缓上移，当水管中水位由水井水位（位置B）上升到储水腔底部（位置A）时，求： （1）储水腔活塞下方气体压强； （2）储水腔活塞下方气体高度（结果保留两位有效数字）. 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）设当水管中的水位线恰好到达储水腔底部时，则气体压强 解得 （2）封闭气体初始体积 当水管中的水位线恰好到达储水腔底部时，设储水腔活塞下方气体高度为，则气体体积 根据等温变化规律 解得 31．（2024·广东惠州·三模）如图所示，将一容积为V0=480ml的空玻璃瓶从空气中开口向下缓缓压入水中。设水温均匀且恒定，玻璃瓶中的气体可视为理想气体，大气压强为p0=1.0×105Pa，水的密度为ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度为g=10m/s2，玻璃瓶高度相对水深可忽略不计，当压入水中h=2m深处时，求： （1）瓶内空气的压强； （2）瓶内空气的体积； （3）被淹没的玻璃瓶在下降过程中，瓶内气体是吸热还是放热，为什么? 【答案】（1）1.2×105Pa；（2）400mL；（3）放热，见解析 【详解】 （1）由平衡条件，瓶内空气的压强p满足 解得 （2）缓缓压入水温均匀且恒定的水中，瓶内的理想气体保持温度不变，由玻意耳定律得 代入数据解得 （3）被淹没的玻璃瓶在下降过程中，瓶内气体放热，由热力学第一定律得 因为瓶内气体体积减小，所以外界对气体做功，即，而气体温度不变从而内能保持不变，即，解得 故气体要放热。 32．（2024·广东·一模）现在很多小汽车配备了胎压检测传感器，可以测出实时轮胎气压，一汽车在27℃（300K）时显示轮胎气压为210kPa（），所在地突然经历了“一天入冬”的天气变化，气温从27℃骤降到（270K），（已知一定质量的理想气体满足） （1）该汽车胎压值低于190kPa会作出报警提示，忽略轮胎体积变化，请结合计算判断降温后胎压检测是否会报警？ （2）降温前（温度为300K）由于装载货物，轮胎内气体体积变为原来的（气体温度不变，没有漏气），求此时轮胎内气体的压强。 【答案】（1）会，见解析；（2） 【详解】（1）根据题意，降温前轮胎内气体压强为，气体体积为，温度为，降温后轮胎内气体压强为，气体体积为，温度为，则有 其中 ，， 降温前后气体的体积不变，则有 解得 可知，胎压检测会报警。 （2）根据题意，设装货之前气体体积为，装货之后气体的压强为，气体体积为，由于温度不变，由玻意耳定律有 解得 33．（2024·广东佛山·一模）如图所示，常用碗的底部都有一个凹陷空间，当碗底沾有少量水放到平整桌面时，会把少量空气密封在碗底部凹陷处。此时往碗中倒入热水时，碗会被密封的气体顶离桌面发生侧向漂移。设室温，碗底气体初始压强与环境压强相同。试解答下列问题： （1）请判断往碗中倒入热水后，碗底的气体内能和压强如何变化； （2）若碗底凹陷处空气与桌面接触的面积为，碗和热水总质量为。则倒入热水后被密封的气体温度升到多高时，才能使碗恰好被顶离桌面？忽略碗底与桌面间水的粘滞力，重力加速度取。 【答案】（1）见解析；（2）33°C 【详解】（1）往碗中倒入热水后，碗底的气体温度升高，内能增大，分子平均动能增大，体积不变，则压强变大。 （2）碗恰好被顶离桌面 解得 根据等容变化 其中，解得 34．（2023·广东佛山·一模）某可显示温度的水杯容积为，倒入热水后，拧紧杯盖，此时显示温度为，压强与外界相同。已知，外界大气压强为，温度为。杯中气体可视为理想气体，不计水蒸气产生的压强，取。 （1）求杯内温度降到时，杯内气体的压强； （2）杯内温度降到时稍拧松杯盖，外界空气进入杯中，直至稳定。求此过程中外界进入水杯中的空气体积。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）杯内气体做等容变化，有 其中 ，， 解得 （2）设打开杯盖后进入杯内的气体在大气压强下的体积为，以杯内原有气体为研究对象，则 其中 代入数据解得 35．（2022·广东茂名·二模）压力锅（也称高压锅）是一种常见的厨房锅具，其工作原理是通过增大气压来提升液体沸点，以达到加快烹煮食物效率的目的。如图为某燃气压力锅的结构简图，某厨师将食材放进锅内后合上密封锅盖，并将压力阀套于出气孔后开始加热烹煮。已知锅内的总容积为V0，食材占锅内总容积的，加热前锅内温度为T0，大气压强为p0。忽略加热过程水蒸气和食材（包括水）导致的气体体积变化，气体可视为理想气体。 （1）当加热至锅内温度为2T0时，压力阀刚要被顶起而发出嘶响声，求此时锅内气压的大小； （2）为控制火候，该厨师在听到压力阀嘶响声时立即熄火并把压力阀提起放气，求最终放气结束随即打开锅盖时，锅内剩下的气体和原来气体的质量之比。（假设排气过程气体温度不变） 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）对于封闭气体，根据查理定律得 解得 （2）根据玻意耳定律 解得 放气之后剩余气体与原来气体质量之比为 解得 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题14 热学 一、填空题 1．（2022·广东·高考真题）利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，这个过程 （选填“是”或“不是”）自发过程。该过程空调消耗了电能，空调排放到室外环境的热量 （选填“大于”“等于”或“小于”）从室内吸收的热量。 二、解答题 2．（2024·广东·高考真题）差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图所示，A、B两个导热良好的气缸通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通，B内气体体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于时差压阀打开，A内气体缓慢进入B中；当该差值小于或等于时差压阀关闭。当环境温度时，A内气体体积，B内气体压强等于大气压强，已知活塞的横截面积，，，重力加速度大小取，A、B内的气体可视为理想气体，忽略活塞与气缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计。当环境温度降到时： （1）求B内气体压强； （2）求A内气体体积； （3）在活塞上缓慢倒入铁砂，若B内气体压强回到并保持不变，求已倒入铁砂的质量。 3．（2023·广东·高考真题）在驻波声场作用下，水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化，使小气泡周期性膨胀和收缩，气泡内气体可视为质量不变的理想气体，其膨胀和收缩过程可简化为如图所示的图像，气泡内气体先从压强为、体积为、温度为的状态等温膨胀到体积为、压强为的状态，然后从状态绝热收缩到体积为、压强为、温度为的状态到过程中外界对气体做功为．已知和．求：      （1）的表达式； （2）的表达式； （3）到过程，气泡内气体的内能变化了多少？ 4．（2022·广东·高考真题）玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示，潜水员在水面上将水装入容积为的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后带入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强取，重力加速度g取，水的密度取。求水底的压强p和水的深度h。 一、单选题 1．（2024·广东·三模）石墨烯是一种由碳原子紧密堆积成单层二维六边形晶格结构的新材料，一层层叠起来就是石墨，1毫米厚的石墨约有300万层石墨烯。下列关于石墨烯的说法正确的是（　　） A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体 B．石墨烯中的碳原子始终静止不动 C．石墨烯熔化过程中碳原子的平均动能不变 D．石墨烯中的碳原子之间只存在引力作用 2．（2024·广东广州·三模）德化白瓷享誉世界。如图，向陶瓷茶杯倒入一定量的热水，迅速盖上杯盖后，发现杯盖被顶起又落下发出“哐哐”的声响。下列说法正确的是（    ） A．杯盖被顶起是杯内气体分子间斥力作用的结果 B．杯盖被顶起前，杯内气体分子对杯盖平均撞击次数一定增大 C．杯盖被顶起前，杯内每个气体分子对杯盖的撞击力都增大 D．杯盖被顶起前，杯内气体内能不变 3．（2024·广东·二模）如图所示，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其体积（　　） A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．始终不变 D．先增大后减小 4．（2024·广东湛江·二模）“温泉水滑洗凝脂，冬浴温泉正当时”，在冬天里泡一泡温泉，不仅可以消除疲劳，还可扩张血管，促进血液循环，加速人体新陈代谢。设水温恒定，温泉中有一水泡从池底缓慢上升，水泡内的气体可视为理想气体，则在水泡上升的过程中（　　） A．水泡内气体的压强增大 B．水泡内气体的内能减小 C．水泡内气体分子在单位时间内对单位面积水泡壁的碰撞次数减少 D．水泡内气体对外界放热 5．（2024·广东佛山·二模）如图所示是一种儿童玩具“吡叭筒”，由竹筒和木棍组成，在竹筒的前后两端分别装上“叭子”（树果子或打湿的小纸团）。叭子密封竹筒里面的空气，迅速推动木棍，前端的叭子便会从筒口射出。则迅速推动木棍过程中（叭子尚未射出），竹筒中被密封的气体（　　） A．压强增大 B．温度不变 C．内能不变 D．每个分子的动能都变大 6．（2024·广东广州·一模）如图，一定质量的理想气体，用活塞封闭在开口向上的导热气缸内。若环境温度不变，活塞与气缸壁间无摩擦，现对活塞施加向下压力使其缓慢下降，此过程中（    ） A．气体压强增大，内能增加 B．气体压强增大，吸收热量 C．外界对气体做功，气体内能不变 D．气体对外界做功，气体吸收热量 7．（2024·广东汕头·一模）半导体掺杂对于半导体工业有着举足轻重的作用，其中一种技术是将掺杂源物质与硅晶体在高温（800到1250摄氏度）状态下接触，掺杂源物质的分子由于热运动渗透进硅晶体的表面，温度越高掺杂效果越显著，下列说法正确的是（　　） A．这种渗透过程是自发可逆的 B．硅晶体具有光学上的各向同性 C．这种渗透过程是分子的扩散现象 D．温度越高掺杂效果越好是因为温度升高时，所有分子的热运动速率都增加 8．（2024·广东佛山·二模）如图是小魔术“浮沉子”的模型．在密封的矿泉水瓶中，一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气，可看作理想气体．现用手挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开矿泉水瓶后，小瓶缓慢上浮，上浮过程中小瓶内气体温度保持不变，则上浮过程中小瓶内气体（    ） A．体积不变，内能不变 B．体积不变，压强不变 C．对外界做正功，并放出热量 D．体积增大，对外界做正功 9．（2024·广东惠州·二模）如图所示，一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p-V图中从a到b的直线所示，在此过程中（　　）    A．气体温度一直下降 B．气体的内能先增大后减小 C．外界对气体一直做正功 D．气体吸收的热量一部分用于对外做功 二、多选题 10．（2024·广东广州·三模）一种喷壶示意图如图甲所示。储气室内气体可视为理想气体，在喷液过程中储气室内温度保持不变，图乙中A到B是某次喷液过程的储气室内气体压强p随体积V变化的图像，则从状态A到状态B（    ） A．室内气体向外界释放热量 B．图中△OAC的面积大于△OBD的面积 C．气体吸收的热量等于气体对外做的功 D．气体分子撞击气室壁单位面积的平均作用力变小 11．（2024·广东惠州·一模）压缩空气储能系统（CAES）能将空气压缩产生的热能储存起来，发电时让压缩的空气推动发电机工作，这种方式能提升压缩空气储能系统的效率，若该系统始终与外界绝热，空气可视为理想气体。对于上述过程的理解正确的是（　　） A．压缩空气过程中，组成空气的气体分子平均动能不变 B．压缩空气过程中，空气温度升高，内能增加 C．该方式能够将压缩空气储能的效率提升到100% D．压缩的空气在推动发电机工作的过程中；空气对外做功，压强减小 12．（2024·广东·二模）如图为某款自行车的气压式减震装置，活塞连接车把，气缸连接前轮。当路面不平时，自行车颠簸使得活塞上下振动，气缸内封闭的理想气体体积随之变化，起到减震作用。活塞迅速下压的过程中，气缸内的气体（　　） A．对外做正功 B．内能减小 C．温度升高，分子平均动能增加 D．分子对气缸壁单位面积的平均撞击力增加 13．（2024·广东·一模）为了减少污染，根据相关规定，加油站必须进行“油气回收”，操作如下：油枪从封闭油罐中吸取体积为V的汽油加到汽车油箱，同时抽取油枪周围体积为1.2V的油气（可视为理想气体），压入封闭油罐（压至体积为V）。假设油罐及加油枪导热良好且环境温度不变，则将油气压入油罐的过程中，油气（　　） A．压强增大 B．对外做正功 C．向环境放热 D．从环境吸热 14．（2024·广东湛江·一模）航天服是保障航天员的生命活动和正常工作的个人密闭装备，可防护空间的真空、高低温、太阳辐射和微流星等环境因素对人体的危害。航天员穿着航天服，从地面到达太空时内部气体将急剧膨胀，若航天服内气体的温度不变，视为理想气体并将航天服视为封闭系统。则关于航天服内的气体，下列说法正确的是（    ） A．体积增大，内能减小 B．压强减小，内能不变 C．对外界做功，吸收热量 D．压强减小，分子平均动能增大 15．（2024·广东佛山·一模）如图所示的“空气弹簧”是由多个充气橡胶圈叠加制成，其“劲度系数”与圈内充气的多少有关。橡胶圈内充气越多，则（　　）    A．橡皮圈越容易被压缩 B．橡皮圈越不容易被压缩 C．空气弹簧的“劲度系数”越大 D．空气弹簧的“劲度系数”越小 三、实验题 16．（2024·广东深圳·二模）如图所示，“探究气体等温变化规律”的实验装置，用一个带有刻度的注射器及DIS实验系统来探究气体的压强与体积的关系。实验中气体的质量保持不变，气体的体积可从注射器壁上的刻度直接读出，气体的压强由压强传感器精确测定。 （1）为了减小实验误差，下列做法正确的是 。 A．压缩气体时需要缓慢进行 B．封闭气体的容器需要密封良好 C．需要测出封闭气体的质量 （2）甲同学在做本实验时，按实验要求组装好实验装置，推动活塞使注射器内空气柱从初始体积45.0mL减到25.0mL。实验过程中，读取五组数据，气体体积直接从注射器的刻度读出并输入计算机。得到的数据如下表所示： 序号 1 45.0 0.022 104.7 2.3267 4711.5 2 40.0 0.025 117.6 2.9400 4704 3 35.0 0.029 132.5 3.8425 4637.5 4 30.0 0.033 153.1 5.0500 4593 5 25.0 0.040 180.7 7.2280 4517.5 （3）用计算机对数据进行直线拟合，做出图像为一条过原点的直线，则可以得到的实验结论为： 。 （4）某同学发现pV数值逐渐减小（如图），请分析产生此现象的原因可能是： 。 四、解答题 17．（2024·广东·三模）一内壁光滑的汽缸竖直放置，通过轻杆连接的两活塞a、b之间封闭有一定质量的理想气体，如图所示。初始时，两活塞均处于静止状态，且两活塞到汽缸连接处MN的距离相等，封闭气体的热力学温度为。已知两活塞a、b的质量分别为，，横截面积，重力加速度大小为g，大气压强恒为。 （1）若使封闭气体缓慢降温使活塞a恰好移动到连接处MN，求此时气体的温度； （2）若在活塞a上缓慢添加细砂使活塞a恰好移动到连接处MN，封闭气体温度不变，求最终所加细砂的总质量。 18．（2024·广东江门·二模）如图所示，粗细均匀的连通器左端用水银封闭长L=19cm的理想气柱，左、右两管水银面高度差H=16cm，已知外界大气压强p0=76cmHg，环境的热力学温度T0=300K，现要使左、右两管内的水银面相平。 （1）若仅在右管开口中缓慢注入水银，求需要注入的水银高度h； （2）若仅缓慢升高左端气柱的温度，求左端气柱最终的热力学温度T。 19．（2024·广东·三模）如图甲所示，空气弹簧是在密封的容器中充入压缩空气，利用气体的可压缩性实现其弹性作用的，广泛应用于商业汽车、巴士、高铁及建筑物基座等的减震装置，具有非线性、刚度随载荷而变、高频隔振和隔音性能好等优点。空气弹簧的基本结构和原理如图乙所示，在导热良好的气缸和可自由滑动的活塞之间密封着一定质量的空气（可视为理想气体），假设活塞和重物的总质量为，活塞的横截面积为，气缸内空气柱的高度为，外界温度保持不变，大气压强恒为，重力加速度，求： （1）初始状态时，气缸内部气体的压强； （2）若将活塞和重物的总质量增加，则此状态下稳定后气缸中空气柱的高度及此时空气弹簧的等效劲度系数k分别为多少？ 20．（2024·广东汕头·二模）自嗨锅通过自热包产生热量使隔层上方锅内气体吸热升温，使用不当时可能造成安全事故。某次使用前，室温为，大气压强为，锅盖透气孔被堵塞。假设该款自嗨锅锅体内部所能承受的最大压强为，锅盖扣紧后，锅内气体视为质量一定的理想气体，且体积不变。 （1）请通过计算判断锅内气体能否安全加热到？ （2）若此过程中气体内能的改变量为，则锅内气体吸收的热量是多少？ 21．（2024·广东·二模）如图所示，足够长的圆柱形导热汽缸内用一质量为m，面积为S的活塞密封一定质量的理想气体，汽缸与活塞在轻质弹簧的作用下静止于倾角的光滑斜面上，此时活塞到汽缸底部的距离为，弹簧的弹力大小为，汽缸与活塞间无摩擦且不漏气。已知大气压强恒为，环境温度为，重力加速度为g，缸内气体质量忽略不计。若环境温度缓慢上升为，求该过程中气体对外界做的功。 22．（2024·广东广州·二模）如图为某同学根据“马德堡半球模型”设计的实验。两个底面积相同的轻质圆筒，开口端紧密对接，圆筒内封闭气体的总体积为V0=28mL，其压强与大气压强相等，均为p0=1.0×105Pa。将注射器活塞推至针筒底部，通过细管与气阀连通；打开气阀，然后缓慢拉动活塞，当注射器内气体体积为时停止拉动。已知圆筒的底面积，装置气密性良好，圆筒形状与气体温度全程不变。 （1）求停止拉动活塞时圆筒内气体的压强p； （2）关闭气阀，撤去注射器，求将两个圆筒沿轴线拉开的最小拉力F。 23．（2024·广东揭阳·二模）如图所示，高为h、导热性能良好的汽缸开口向上放置在水平地面上，汽缸中间和缸口均有卡环，质量为m的活塞在缸内封闭了一定质量的理想气体，活塞的横截面积为S，活塞与汽缸内壁无摩擦且汽缸不漏气。开始时，活塞对中间卡环的压力大小为（g为重力加速度大小），活塞离缸底的高度为，大气压强恒为，环境的热力学温度为T0，不计卡环、活塞及汽缸的厚度。现缓慢升高环境温度至2.5T0，求此时活塞与上卡环间的弹力大小F。 24．（2024·广东·二模）图示为马德堡半球演示器，两半球合在一起时，可形成一直径的球形空腔。现用细软管、双向阀门与容积为、活塞横截面积为的注射器改装成小型的抽气机。在温度为27℃的室内，每次满量从球内缓慢抽出空气。连接处气密性很好，忽略软管的容积，抽气过程中球形空腔温度和体积均保持不变，摩擦不计。已知大气压强，取，计算结果均保留两位有效数字。求： （1）对球形空腔抽气2次后，球形空腔内的气体压强； （2）若对球形空腔抽气2次后，将马德堡半球演示器从室内移到室外37℃的太阳下，经过一段时间后，半球两侧至少均用多大的拉力才能把两半球拉开。 25．（2024·广东·一模）如图所示为以二氧化碳气体作为驱动力的气枪，工作原理如下，扣动扳机，高压气罐中冲出一定量的气体会充满枪管后方容积为5毫升的气室，当气室内气体的压强达到2.0×105Pa时，就可推动子弹从枪管中飞出。已知枪管后方气室和枪管的容积相同，子弹飞出枪管时间极短，且子弹飞出枪管前的整个过程中不漏气。 （1）气体推动子弹飞出枪管的过程中，气体的内能如何变化? （2）若子弹不匹配，导致和枪管之间的摩擦力过大，使得子弹被缓慢的推向枪口，求子弹刚推到枪口时气体的压强。 26．（2024·广东·二模）轮胎状况监测系统能够监测车辆在启动后的实时胎内气体压强和气体温度，保证行车安全。某驾驶员启动车辆后，通过仪表观察到胎内气体压强为2.4atm，气体温度为。在行驶过程中，可认为轮胎内气体体积保持不变，气体可看做理想气体。 （1）在行驶过程中，胎内气体温度缓慢升高，当达到时，求胎内气体压强； （2）在行驶过程中，车胎扎到钉子，导致车胎缓慢漏气，当仪表显示胎内气体压强仍为2.4atm，气体温度为时，求漏出的气体质量占原有气体质量的比值。 27．（2024·广东佛山·二模）抽气吸盘能帮助工人快速搬运大质量岩板、瓷砖、玻璃等。某次施工时，工人把横截面积为的吸盘放在质量的岩板上，多次按压抽气泵抽出吸盘内空气，使吸盘内空气体积变为原来的一半，此时恰能向上提起岩板，假设吸盘内的气体为理想气体，抽气过程中温度不变，外界大气压强为。求： （1）此时吸盘内气体压强为多少？ （2）吸盘内被抽出气体质量和原来气体质量的比值。 28．（2024·广东深圳·一模）遇到突发洪水时，可以借助塑料盆进行自救，简化模型如下，塑料盆近似看成底面积为S的圆柱形容器，把塑料盆口向下竖直轻放在静止水面上，用力竖直向下缓慢压盆底，当压力为F时恰好使盆底与液面相平，忽略塑料盆的厚度及盆的重力，已知大气压强为p0，重力加速度为g，水的密度为ρ，求： （1）此时盆内空气的压强p； （2）此时塑料盆口的深度d。 29．（2024·广东·一模）某实验小组受酒店烟雾报警器原理启发，设计了如图所示的温度报警装置，在竖直放置的圆柱形容器内用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，整个装置倒贴在水平天花板上，开始时房间的热力学温度，活塞与容器顶部的距离，在活塞下方处有一压力传感器制成的卡口，环境温度缓慢升高时容器内气体温度也随之升高，当传感器受到的压力大于5N时，就会启动报警装置。已知大气压强恒为，取重力加速度大小，求： （1）封闭气体开始的压强p； （2）触发报警装置的热力学温度T。 30．（2024·广东茂名·一模）历史记载，如图（a）所示，压水井最早出现在我国宋代，其基本结构如图（b）所示.开始取水时，手柄上提，活塞下移，阀门1打开，阀门2关闭，使储水腔活塞下方的气体全部从阀门1排出；手柄下压，活塞上移，阀门1关闭，阀门2打开，活塞下方的气体压强减小，大气压将水压入水管中，重复以上动作，水便能从出水管流出.已知储水腔和水管均为圆柱形，其内径分别为、，且，储水腔的最大高度，储水腔底部阀门距离水井水位线的高度，大气压，水的密度，重力加速度g取，忽略活塞厚度、活塞所受摩擦力以及水井水位变化.若活塞由储水腔底部（位置A）缓缓上移，当水管中水位由水井水位（位置B）上升到储水腔底部（位置A）时，求： （1）储水腔活塞下方气体压强； （2）储水腔活塞下方气体高度（结果保留两位有效数字）. 31．（2024·广东惠州·三模）如图所示，将一容积为V0=480ml的空玻璃瓶从空气中开口向下缓缓压入水中。设水温均匀且恒定，玻璃瓶中的气体可视为理想气体，大气压强为p0=1.0×105Pa，水的密度为ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度为g=10m/s2，玻璃瓶高度相对水深可忽略不计，当压入水中h=2m深处时，求： （1）瓶内空气的压强； （2）瓶内空气的体积； （3）被淹没的玻璃瓶在下降过程中，瓶内气体是吸热还是放热，为什么? 32．（2024·广东·一模）现在很多小汽车配备了胎压检测传感器，可以测出实时轮胎气压，一汽车在27℃（300K）时显示轮胎气压为210kPa（），所在地突然经历了“一天入冬”的天气变化，气温从27℃骤降到（270K），（已知一定质量的理想气体满足） （1）该汽车胎压值低于190kPa会作出报警提示，忽略轮胎体积变化，请结合计算判断降温后胎压检测是否会报警？ （2）降温前（温度为300K）由于装载货物，轮胎内气体体积变为原来的（气体温度不变，没有漏气），求此时轮胎内气体的压强。 33．（2024·广东佛山·一模）如图所示，常用碗的底部都有一个凹陷空间，当碗底沾有少量水放到平整桌面时，会把少量空气密封在碗底部凹陷处。此时往碗中倒入热水时，碗会被密封的气体顶离桌面发生侧向漂移。设室温，碗底气体初始压强与环境压强相同。试解答下列问题： （1）请判断往碗中倒入热水后，碗底的气体内能和压强如何变化； （2）若碗底凹陷处空气与桌面接触的面积为，碗和热水总质量为。则倒入热水后被密封的气体温度升到多高时，才能使碗恰好被顶离桌面？忽略碗底与桌面间水的粘滞力，重力加速度取。 34．（2023·广东佛山·一模）某可显示温度的水杯容积为，倒入热水后，拧紧杯盖，此时显示温度为，压强与外界相同。已知，外界大气压强为，温度为。杯中气体可视为理想气体，不计水蒸气产生的压强，取。 （1）求杯内温度降到时，杯内气体的压强； （2）杯内温度降到时稍拧松杯盖，外界空气进入杯中，直至稳定。求此过程中外界进入水杯中的空气体积。 35．（2022·广东茂名·二模）压力锅（也称高压锅）是一种常见的厨房锅具，其工作原理是通过增大气压来提升液体沸点，以达到加快烹煮食物效率的目的。如图为某燃气压力锅的结构简图，某厨师将食材放进锅内后合上密封锅盖，并将压力阀套于出气孔后开始加热烹煮。已知锅内的总容积为V0，食材占锅内总容积的，加热前锅内温度为T0，大气压强为p0。忽略加热过程水蒸气和食材（包括水）导致的气体体积变化，气体可视为理想气体。 （1）当加热至锅内温度为2T0时，压力阀刚要被顶起而发出嘶响声，求此时锅内气压的大小； （2）为控制火候，该厨师在听到压力阀嘶响声时立即熄火并把压力阀提起放气，求最终放气结束随即打开锅盖时，锅内剩下的气体和原来气体的质量之比。（假设排气过程气体温度不变） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$